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重组猪生长激素表达研究进展解析

生物技术进展

２０１４年㊀第４卷㊀第３期㊀１６５１７０

ＣｕｒｒｅｎｔＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ㊀ＩＳＳＮ２０９５⁃２３４１

进展评述

Reviews

㊀收稿日期：

２０１４⁃０３⁃２０；接受日期：

２０１４⁃０４⁃１６

㊀基金项目：

云南省现代农业蚕桑产业技术体系项目（２０１３ＫＪＴＸ００６）；现代农业产业技术体系建设专项（ＣＡＲＳ⁃２２）资助㊂

㊀

作者简介：

张永红，研究实习员，硕士研究生，主要从事家蚕病理研究㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：

ｚｈａｎｇ２００５０３＠１２６．ｃｏｍ㊂∗通信作者：

白兴荣，副研究

员，主要从事家蚕遗传育种和家蚕病原微生物病理研究㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：

ｂｘｒｏｎｇ３＠１６３．ｃｏｍ

重组猪生长激素表达研究进展

张永红，㊀唐芬芬，㊀邵榆岚，㊀钟㊀健，㊀白兴荣∗

云南省农业科学院蚕桑蜜蜂研究所，云南蒙自６６１１０１

摘㊀要：

猪生长激素作为猪生长发育过程中起主导作用的蛋白质激素，能增加肌肉组织蛋白含量㊁降低脂肪含量㊁促进骨骼发育㊁刺激乳汁分泌等，是畜牧养殖业中值得开发利用的激素之一㊂利用基因工程技术生产重组猪生长激素使猪生长激素在生产上应用成为可能㊂本文简要介绍了猪生长激素，总结了重组猪生长激素表达的研究进展，并展望了重组猪生长激素的应用与发展前景㊂

关键词：

猪生长激素；生理功能；重组表达；展望ＤＯＩ：

１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５⁃２３４１．２０１４．０３．０３

ＰｒｏｇｒｅｓｓｏｎＥｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆＲｅｃｏｍｂｉｎａｎｔＰｏｒｃｉｎｅＧｒｏｗｔｈＨｏｒｍｏｎｅ

ＺＨＡＮＧＹｏｎｇ⁃ｈｏｎｇ，ＴＡＮＧＦｅｎ⁃ｆｅｎ，ＳＨＡＯＹｕ⁃ｌａｎ，ＺＨＯＮＧＪｉａｎ，ＢＡＩＸｉｎｇ⁃ｒｏｎｇ∗

ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｅｒｉｃｕｌｔｕｒｅａｎｄＡｐｉｃｕｌｔｕｒｅ，ＹｕｎｎａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＡｃａｄｅｍｙ，ＹｕｎｎａｎＭｅｎｇｚｉ６６１１０１，Ｃｈｉｎａ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：

Ｐｏｒｃｉｎｅｇｒｏｗｔｈｈｏｒｍｏｎｅ（ｐＧＨ），ａｐｒｏｔｅｉｎｈｏｒｍｏｎｅｔｈａｔｐｌａｙｓａｌｅａｄｉｎｇｒｏｌｅｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｐｉｇｓｇｒｏｗｉｎｇｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｉｓｏｎｅｏｆｕｓｅｆｕｌｈｏｒｍｏｎｅｓｗｏｒｔｈｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇａｎｄｕｔｉｌｉｚｉｎｇｉｎａｎｉｍａｌｈｕｓｂａｎｄｒｙ，ｓｉｎｃｅｉｔｃａｎｉｎｃｒｅａｓｅｍｕｓｃｌｅｐｒｏｔｅｉｎｃｏｎｔｅｎｔ，ｒｅｄｕｃｅｆａｔｃｏｎｔｅｎｔ，ｐｒｏｍｏｔｅｂｏｎｅｇｒｏｗｔｈ，ａｎｄｓｔｉｍｕｌａｔｅｌａｃｔａｔｉｏｎ，ｅｔｃ．ＴｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｒｅｃｏｍｂｉｎａｎｔｐｏｒｃｉｎｅｓｏｍａｔｏｔｒｏｐｉｎｈｏｒｍｏｎｅｂｙｇｅｎｅｔｉｃｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｍａｋｅｉｔｐｏｓｓｉｂｌｅｆｏｒｐＧＨｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅｐｉｇｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｂｒｉｅｆｌｙｄｅｓｃｒｉｂｅｄｔｈｅｐｏｒｃｉｎｅｇｒｏｗｔｈｈｏｒｍｏｎｅ，ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｒｅｃｏｍｂｉｎａｎｔｐｏｒｃｉｎｅｇｒｏｗｔｈｈｏｒｍｏｎｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ，ａｎｄｆｏｒｅｃａｓｔｅｄｔｈｅｐｒｏｓｐｅｃｔｏｆｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｒｅｃｏｍｂｉｎａｎｔｐｏｒｃｉｎｅｇｒｏｗｔｈｈｏｒｍｏｎｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：

ｐＧＨ；ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌｆｕｎｃｔｉｏｎ；ｒｅｃｏｍｂｉｎａｎｔｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ；ｐｒｏｓｐｅｃｔ

㊀㊀猪生长激素（ｐｏｒｃｉｎｅｇｒｏｗｔｈｈｏｒｍｏｎｅ／ｐｏｒｃｉｎｅ

ｓｏｍａｔｏｔｒｏｐｉｎ，ｐＧＨ／ｐＳＴ）是猪脑垂体前叶嗜酸性细胞分泌的一种单一肽链蛋白质激素，在调节猪的生长发育方面起着重要作用，主要表现在降低脂肪含量㊁促进蛋白质合成和增加动物泌乳量，是畜牧业生产中极其重要的激素之一［１］㊂随着人类日益增长的消费需求，利用基因工程技术表达猪生长激素应用于养猪业，可提高猪生长速度㊁缓解养殖产业的压力㊁满足消费市场对猪肉的需求，产生重大的经济效益㊂本文主要综述了猪生长激素的基因结构㊁生理功能及其重组蛋白表达研究的进展，并展望了重组猪生长激素的应用和发展前景㊂

１㊀猪生长激素的概述

猪生长激素是一类多肽类激素，由１９１个氨基酸组成，分子量２２ｋＤａ，等电点为６㊂猪基因组中ＧＨ基因为单拷贝，且无其他相似序列，其基因全长为２２３１ｂｐ，由５个外显子和４个内含子构成，其外显子长度分别是１０ｂｐ㊁１６１ｂｐ㊁１１７ｂｐ㊁１６２ｂｐ和１９８ｂｐ，内含子长度分别为２４２ｂｐ㊁２１０ｂｐ㊁１９７ｂｐ和２７８ｂｐ；编码成熟肽的片段大小为５７０ｂｐ㊂

ＧＨ作为动物生长发育关键的激素，其基因

序列在各物种中高度保守［２］，ｐＧＨ与人（ｈＧＨ）㊁

牛（ｂＧＨ）㊁鼠（ｍＧＨ）生长激素的核苷酸序列具有高度同源性㊂ｐＧＨ同ｂＧＨ基因的５ᶄ端㊁３ᶄ端ＵＴＲ及ｐｏｌｙＡ＋下游序列高度保守，据此说明它们可能以某种相同的方式来调节ＧＨ的合成，可推测ＧＨ作为代谢关键激素在物种进化过程中基因序列仍然高度保守㊂ｐＧＨ蛋白的三维结构已经获得解析（图１Ａ）［４］，Ｘ射线晶体结构分析表明，与ｂＧＨ（图１Ｂ）极为相似的是都含有４个α螺旋［３］㊂

图１㊀ＧＨ的蛋白质结构［３，４］Ｆｉｇ．１㊀Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｇｒｏｗｔｈｈｏｒｍｏｎｅ［３，４］．Ａ．ｐＧＨ蛋白质结构；Ｂ．ｂＧＨ蛋白质结构

２㊀猪生长激素的生理功能

生长激素是脊椎动物脑垂体分泌的多肽类激素，是动物调节生长和组织发育必不可少的激素，缺乏该激素机体就会停止生长，它与下丘脑分泌的促生长激素释放因子㊁抑制素㊁类胰岛素样生长因子和胰岛素等体内激素形成刺激和反馈机制，共同影响动物各类型组织的生理代谢㊂猪生长激素生理功能主要表现在以下几个方面㊂

２．１㊀降低脂肪含量

ｐＧＨ能使猪背膘的厚度和胴体脂肪含量明显降低［５］㊂注射ｐＧＨ能减弱脂肪合成㊁抑制脂肪合成酶活性，直接作用于脂代谢中关键酶乙酰辅酶Ａ使其活性和ｍＲＮＡ含量分别下降５８％和４０％［６］㊂

２．２㊀提高蛋白质合成量

生长激素通过增加氮存留㊁氨基酸吸收㊁蛋白质合成的氨基酸掺入，以及作用于ＲＮＡ聚合酶，调节转录来促进蛋白质合成㊂注射ｐＧＨ以后，猪胴体品质有很大变化，表现为组织蛋白含量增加，瘦肉率提高㊂ＧＨ与抗胰岛素表现为拮抗效应，葡萄糖需求减少，进而合成更多的蛋白质㊂它能调节葡萄糖和游离脂肪酸两种关键代谢物不可逆转的流失和氧化，短时间内提高乳汁分泌量，也可减少氮流失而提高蛋白质合成率［７］㊂２．３㊀对类胰岛素样生长因子㊁胰岛素分泌及葡萄糖浓度的影响

Ｄｏｎｋｉｎ等［８］研究发现，注射ｐＧＨ能使猪血清中类胰岛素样生长因子ＩＧＦ⁃Ｉ／ＩＩ和胰岛素的水平提高，而且血浆中葡萄糖含量明显提高㊂重组ｐＧＨ蛋白注射到动物体内能加快本体生长激素和ＩＧＦ⁃Ｉ循环水平，促进肝脏中ＩＧＦ⁃ＩｍＲＮＡ水平升高㊂

２．４㊀对不同生长阶段猪个体的影响

长期注射猪生长激素对哺乳仔猪（到第２８ｄ断奶的哺乳猪）［９］㊁小猪（体重１０ｋｇ左右）［１０］㊁生长猪［１１］㊁后备母猪［１２］和哺乳母猪都能明显提高体重，而且哺乳母猪泌乳量也有较大提高［１３］㊂２．５㊀对矿物质代谢的影响

ｐＧＨ能促进钙㊁磷㊁镁等矿物质元素的吸收，但矿物质元素在血浆中的浓度不发生变化［１４］㊂Ｃａｐｅｒｎａ等［１４］发现ｐＧＨ可增强Ｆｅ元素在体内的滞留，并促进其吸收㊂

３㊀重组猪生长激素的表达

ｐＧＨ最早是直接从猪脑组织中提取获得，而采用简单的化学方法从猪垂体中提取ｐＧＨ，大量猪个体脑垂体只能得到微量ｐＧＨ，存在回收量和回收率低等问题，极大限制了ｐＧＨ的应用㊂借助基因工程技术表达ｐＧＨ能够克服上述缺点，使

６６１生物技术进展ＣｕｒｒｅｎｔＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

ｐＧＨ在生产上应用成为可能㊂

自２０世纪８０年代起，有关ｐＧＨ的克隆研究逐步深入㊂Ｓｅｅｂｕｒｇ等［１５］用基因文库的方法克隆了ｐＧＨ的非全长基因；继而，Ｖｉｚｅ等［２］利用含ｐＧＨ基因全长ｃＤＮＡ序列作为杂交探针确定了该基因的全序列㊂我国在国外ｐＧＨ研究的基础上，也进行了一些探索㊂王华岩等［１６］克隆得到了含５ᶄ端和３ᶄ端ＵＴＲ的ｐＧＨ全长ｃＤＮＡ；齐顺章等［１７］对ｐＧＨｃＤＮＡ全基因序列进行了测定分析；杨青等［１８］从构建的猪脑垂体基因文库中筛选到了ｐＧＨ基因并成功克隆了该基因㊂Ｅｖｏｃｋ等［１９］最先通过原核表达技术表达猪生长激素，而且具有促生长生物活性㊂目前的研究集中在利用原核或真核表达系统高效表达有活性的重组ｐＧＨ上㊂３．１㊀ｐＧＨ基因的原核表达

ｐＧＨ原核生物表达系统通常以大肠杆菌作为受体，技术成熟㊁操作简便，且大肠杆菌繁殖周期短㊁外源蛋白表达量高㊂但原核表达系统也存在明显缺点限制其应用，主要体现在：

①原核其表达的ｐＧＨ形成会包涵体，而不能分泌到培养基上清中，提取蛋白质首先必须首先破碎细胞获得包涵体，然后利用强变性剂来溶解包涵体使ｐＧＨ蛋白变性，最后变性蛋白通过复性才能得到活性蛋白，包涵体虽有益于抵御蛋白酶降解，但不利于蛋白质的分离纯化㊂②原核表达蛋白无翻译后的修饰，并且从包涵体制备的外源蛋白可能无生物活性，ｐＧＨ基因的表达序列长度（ＯＲＦ序列㊁成熟肽片段等）也影响蛋白质的活性㊂③原核重组表达系统遗传稳定性差，需要选择合适的表达载体来表达目的蛋白质，还需优化诱导温度㊁诱导因子等㊂解决上述问题，ｐＧＨ原核表达才能成功应用㊂最新研究证实，注射原核表达的重组ｐＧＨ蛋白的日本微型猪表现出促生长效果［２０］㊂３．２㊀ｐＧＨ基因的真核表达

３．２．１㊀哺乳动物细胞表达ｐＧＨ㊀ｐＧＨ在哺乳动物㊁鱼类中已经成功得到表达并具有生物效应，考虑到哺乳动物细胞表达的产物在分子结构㊁理化特性和生物学功能方面最接近天然蛋白质分子，用哺乳动物细胞表达系统来表达ｐＧＨ，可为ｐＧＨ蛋白的生产应用提供依据㊂

脂质体载体和病毒载体常用于哺乳动物细胞的转染㊂１９９０年，Ｋａｔｏ等［２１］利用哺乳动物猴ＣＯＳ⁃１细胞成功表达了ｐＧＨ，重组ｐＧＨ蛋白同天然ｐＧＨ蛋白分子大小一致㊂２００７年，Ｚｕｈｏｒｎ等［２２］发现阳离子脂质体（ＣＬＳ）能克服细胞障碍将表达载体成功转染到细胞内表达目的基因㊂２０１１年，Ｐｅｎｇ等［２３］利用ＣＬＳ介导的含ｐＧＨ基因载体在ＣＯＳ⁃７真核细胞内表达ｐＧＨ蛋白和小鼠体内表达ｐＧＨ，小鼠体重发生显著变化㊂陈斌方等［２４］用带有ｐＧＨｃＤＮＡ的核糖体进入位点介导的双顺反子并带有新霉素抗性标记的逆转录病毒载体ｐＳＮ⁃ｐＧＨ转染鼠胚胎成纤维细胞，将感染的细胞通过腹膜注射到同系的去垂体小鼠体内，发现感染细胞分泌表达的ｐＧＨ具有生物活性，植入１５５７ｄ后小鼠胫骨有明显的促生长效应；Ｇ４１８处理小鼠发现植入的成纤维细胞７０ｄ还有存留，随着小鼠生长，转染细胞减少而ｐＧＨｍＲＮＡ水平降低，但ｐＧＨ转录水平并不降低㊂采用病毒载体转染细胞植入动物体内能够表达有促生长效应的活性蛋白，但表达水平受ｐＧＨｃＤＮＡ拷贝数的限制㊂利用不带任何筛选标记的逆转录病毒载体将ｐＧＨｃＤＮＡ转入鼠成纤维细胞ＮＩＨ３７３中表达，并将带有新霉素筛选标记的ｐＧＨ反病毒载体二次感染处理ＮＩＨ３７３细胞，结果发现增加宿主染色体前病毒中ｐＧＨＤＮＡ的拷贝数增加，进而增加氮端发生修饰的ｐＧＨ的分泌量也有所增加［２５］㊂利用哺乳动物细胞系来表达ｐＧＨ，表达的重组蛋白具有翻译后的修饰并表现天然的生物活性，但应用何种哺乳动物细胞系表达都存在细胞凋亡㊁表达调控原件的优化等问题，细胞培养成本较高并且筛选标记不明显，加之目的蛋白收获量较低，很难投入生产，因此需要探索新的蛋白质表达技术㊂

３．２．２㊀酵母表达ｐＧＨ㊀酵母表达的外源蛋白存在翻译后的加工修饰，酵母兼具大肠杆菌异源蛋白表达量高的优点，因此酵母已成为基因工程技术中重要的表达系统㊂Ｊｏ等［２６］根据已报道的ｐＧＨ基因编码序列，通过优化密码子在酵母细胞中成功表达了ｐＧＨ，其大小为２２ｋＤａ，并占胞内可溶蛋白１０％，获得的重组ｐＧＨ同样具有改变猪生长速率的生物活性㊂但是酵母表达系统同样存在表达蛋白内部降解㊁信号肽加工不完全㊁表达产物过度糖基化等不足，需要在实际应用中不断改进㊂

３．２．３㊀昆虫表达ｐＧＨ㊀杆状病毒表达载体系统７６１张永红，等：

重组猪生长激素表达研究进展

（ｂａｃｕｌｏｖｉｒｕｓｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｖｅｃｔｏｒｓｙｓｔｅｍ，ＢＥＶＳ），也称作昆虫表达系统，于２０世纪８０年代构建并开始广泛应用，是一种功能全面的真核细胞基因表达载体系统，具有多角体启动子控制下的高效表达㊁真核细胞完善的转译后加工修饰㊁较易从细胞培养上清中和昆虫组织中纯化目的蛋白等优点㊂当前，已有数千计的异源基因在该系统中得到表达，且产生的重组蛋白可进行精确的蛋白质折叠㊁糖基化㊁信号肽切割等翻译后加工修饰；并且基因加入信号肽后，表达产物有较强的胞外分泌能力，有利于产物的后加工，并且重组体的遗传稳定性好［２７］，ＢＥＶＳ在上述方面明显优于原核表达载体系统㊂欧阳菁等［２８］利用ＢＥＶＳ在昆虫细胞中表达了ｐＧＨ基因，选择带病毒ｐｏｌｈ基因启动子和ｇｐ６７信号肽的重组ｐＧＰ６７⁃ｐＧＨ转移载体，与致死缺陷型线性化ＡｃＭＮＰＶ⁃ＯＣＣ⁃ＤＮＡ共转染草地夜蛾细胞（Ｓｆ９），构建了既能形成多角体又能表达外源基因的苜蓿丫纹夜蛾核多角体重组病毒ＡｃＭＮＰＶ⁃ｐＧＰ６７⁃ｐＧＨ⁃ＯＣＣ＋，ＳＤＳ⁃ＰＡＧＥ和Ｗｅｓｔｅｒｎ杂交检测到感染重组病毒的Ｈｉ５细胞上清液可溶蛋白中２２ｋＤａ的猪生长激素条带，ｐＧＨ蛋白占细胞可溶蛋白的４．４８％㊂虽然杆状病毒表达系统表达蛋白可完成翻译后的修饰并且表达量相对较高，但该系统还具有病毒增殖周期较短，目的蛋白无法连续表达的缺点，并且病毒基因表达调控机制尚不清楚，各病毒株系之间毒力还存在差异，毒力的大小和增殖直接影响蛋白质的表达量，需要进一步深入研究㊂

家蚕是迄今为止被人类完全驯化并得以充分利用的重要经济昆虫之一，具有易饲养㊁繁殖周期短㊁繁殖数量大等特点㊂在基因工程领域，作为重要的模式生物，家蚕的遗传背景清楚，研究深入㊂家蚕表达外源基因具有简单㊁成本低廉㊁安全等优点，以家蚕生物作为反应器可低成本㊁大规模生产重组蛋白，是一种重要的昆虫表达系统，目前已得到广泛的开发与应用㊂家蚕杆状病毒表达系统被广泛用于家蚕生物反应器研究中，朱江等［２９］将带有６ˑＨｉｓ纯化标签的ｐＧＨ基因片段连接到ｐＢａｃＰＡＫ构建成重组穿梭载体ｐＰＧＨ０３０，重组载体同Ｂｍ⁃ＢａｃＰＡＫ６共转染ＢｍＮ细胞，细胞破碎后的上清溶液中可检测到ｐＧＨ蛋白表达；ＢｍＮ细胞上清液接种５龄家蚕和蚕蛹，幼虫和蛹血淋巴中均检测到分子量约２５ｋＤａ的特异ｐＧＨ蛋白质条带，证实ｐＧＨ在家蚕细胞和蚕体中得到了表达㊂与昆虫培养细胞相比，利用家蚕幼虫和蛹生产ｐＧＨ能够获得更高的表达量，同时还可开发为含有ｐＧＨ蛋白的新型昆虫饲料㊂

利用家蚕ＢｍＮＰＶ表达系统生产重组蛋白时，存在家蚕批次病毒接种的问题，并且后续蛋白分离纯化相对繁琐㊂因此，对家蚕反应器表达重组蛋白的大量研究集中在改进转基因方法，以及如何提高蛋白表达量和易于分离纯化蛋白上㊂家蚕个体表达重组蛋白ｐＧＨ的后续分离纯化较为困难，而采用家蚕特异组织（丝腺㊁脂肪体等）在特定时期表达ｐＧＨ，可提高其表达量并弥补个体表达的不足㊂家蚕幼虫的丝腺作为合成和分泌丝蛋白的器官，５龄后期丝胶和丝心蛋白大量合成，若利用相应的丝胶和丝素启动子来驱动ｐＧＨ的表达，不仅利于纯化目的蛋白，而且表达量大为提高［３０］㊂家蚕组织特异性表达基因的启动子也逐渐被克隆，如３０ｋ蛋白家族中的ｌｐ３基因启动子，

在家蚕脂肪体和血液中特异表达［３１］，还有中肠特异表达启动子［３２］等㊂而家蚕组成型启动子如Ａ３［３３］㊁热激蛋白ＨＳＰ启动子［３４］在家蚕的各个组织尽有表达，不存在时期特异性，应用这类启动子则方便纯化蛋白且目的蛋白表达量也相对较高㊂为了增强启动子的驱动活性，也可以在启动子的上游插入增强子片段使目的蛋白表达量增大㊂目前家蚕转基因技术相对成熟，已经建立各种转基因载体，如，基于ｐｉｇｇＢａｃ转座子带荧光筛选标记（ＧＦＰ㊁ＤｓＲｅｄ）的转基因家蚕，制作相对容易［３５］㊂家蚕转基因技术的研究对拓展家蚕生物反应器和促进ｐＧＨ的生产化具有重要意义㊂

３．３㊀ｐＧＨ转基因动物研究

自１９８２年将ｐＧＨ基因整合到小鼠基因组上首先实现阳性转基因小鼠［３６］，利用转基因技术已经成功将ｐＧＨ基因应用于猪［３７］㊁兔子［３８］等哺乳动物㊂评估重组ｐＧＨ的功能需要测定转基因动物体重和组织发育情况，确定ｐＧＨ的促生长作用㊂１９８８年，Ｖｉｚｅ等［３７］建立用人金属硫蛋白启动子驱动ｐＧＨ表达的转基因猪，阳性个体较阴性个体生长速率加快和体重有所增加；２００３年，仲飞等［３９］同样使用绵羊铁硫蛋白启动子启动ｐＧＨ在小鼠体内表达促进了个体生长速率㊂实验动物体重发生了明显变化，但是潜在的风险还不得而知，为了克服简单外源启动子驱动ＧＨ表达的转

８６１生物技术进展ＣｕｒｒｅｎｔＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

基因技术给动物个体产生的副作用，Ｊｉａ等［４０］运用ＢＡＣ（细菌人工染色体）携带ｐＧＨ基因，还包括正㊁负调控元件，选择合适启动子驱动ｐＧＨ在小鼠体内表达，阳性小鼠在整个发育过程中未发现任何疾病症状㊂１９９８年，张志红等［４１］构建绵羊铁硫蛋白启动子启动ｐＧＨ的表达盒，将载体注射到金鱼受精卵内表达ｐＧＨ，金鱼表达的重组ｐＧＨ能使其体重明显上升，证实ｐＧＨ在鱼类也同样产生促生长的效果㊂

4　重组猪生长激素的应用与发展前景

开发重组猪生长激素具有重要的科研价值㊁经济意义㊁社会意义和生态效益㊂动物微量注射ｐＧＨ就能产生明显的促生长效果，能够提高猪对饲料的利用率，缩短肉猪的出栏时间，减少碳排放，缓解市场供需矛盾㊂但ｐＧＨ的应用必须有严格的规范和监管，一方面，过量注射或长期注射ｐＧＨ会产生风险，甚至严重的副作用，如雌性牛个体生育率下降，可能完全不育，免疫力也低于未注射的个体［４２］，而猪长期注射重组ｐＧＨ蛋白的潜在问题还未评估㊂另一方面，由于正常动物个体自身合成分泌的生长激素足以维持正常的生长发育，因此利用通过转基因技术在动物体内过量表达同源或外源ＧＨ进行生产性应用，则必须严格评估其安全性㊂

使用重组ｐＧＨ促进肉猪生长的同时保持猪个体的健康是今后生产应用的重要方向㊂重组ｐＧＨ蛋白与固醇类激素㊁人工合成的生长调节激素不同，不会长时间在动物体内残留，因此不存在ｐＧＨ在动物体内积累的问题㊂人食用注射ｐＧＨ的猪或转ｐＧＨ基因的猪，因ｐＧＨ半衰期较短㊁种间异性，不与ｈＧＨ受体结合产生生理效应，短时间内对人体不会产生危害，但是目前还没有充分的证据证明ｐＧＨ对人体无潜在且长远的影响，因此还需严格评估㊂尽管重组ｐＧＨ应用于养猪业仍存在分歧，但是相对于传统生长调节激素，在动物毒性㊁动物残留和对人体的影响等方面，已经具有明显的比较优势㊂通过基因工程技术优化，清楚探索该激素作用机制，重组猪生长激素同样能够应用于生产㊂通过优化ｐＧＨ基因的翻译序列㊁引入其基因内含子序列㊁选择优异的启动子等手段使得重组ｐＧＨ蛋白更接近天然结构；清楚了解ｐＧＨ的代谢机理，研究如何在生猪饲养过程中合理㊁规范使用ｐＧＨ蛋白，可将ｐＧＨ蛋白质运用于养猪业以生产更加健康的猪㊂不同区域的猪在瘦肉率㊁口感㊁生长速度等性状上都存在差异，运用传统的育种手段，还存在生殖隔离㊁选育周期较长等问题，若将ｐＧＨ用于经济性状较好的猪品种，该品种猪可实现瘦肉率高㊁生长较快等传统育种的目标，可解决传统遗传育种遇到的上述问题㊂利用经济昆虫家蚕来表达猪生长激素，可充分合理利用家蚕资源，茧壳产生其经济价值外，蛹和蛾还可以开发含ｐＧＨｚ的新型饲料添加剂，无需提取纯化ｐＧＨ蛋白即可直接应用，节省ｐＧＨ蛋白的生产成本，这也是目前颇具生产前景的研究方向㊂

随着人口增加，人们对物质生活要求的提高，养猪业饲料成本上涨㊁占生产成本比重增大，ｐＧＨ的使用有助于缓解上述矛盾㊂重组ｐＧＨ蛋白质并不随着猪的生长在猪体内残留，在经基因工程技术优化以后，ｐＧＨ能为广大消费者提供相对廉价㊁瘦肉率高㊁更健康的猪，产生重大的社会效益，因此，研究开发重组猪生长激素㊁实现重组猪生长激素蛋白生产化具有广阔的发展前景㊂参㊀考㊀文㊀献

［１］㊀ＨａｇｅｎＤＲ，ＭｉｌｌｓＥＷ，ＢｒｙａｎＫＡ，ｅｔａｌ．．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｅｘｏｇｅｎｏｕｓｐｏｒｃｉｎｅｇｒｏｗｔｈｈｏｒｍｏｎｅ（ｐＧＨ）Ｏｎｇｒｏｗｔｈ，ｃａｒｃａｓｓｔｒａｉｔｓ，ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｍｅａｔｓｅｎｓｏｒｙａｔｔｒｉｂｕｔｅｓｏｆｙｏｕｎｇｂｏａｒｓ［Ｊ］．Ｊ．Ａｎｉｍ．Ｓｃｉ．，１９９１，６９（６）：

２４７２－２４７９．［２］㊀ＶｉｚｅＰＤ，ＷｅｌｌｓＪＲＥ．Ｉｓｏｌａｔｉｏｎａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｏｒｃｉｎｅｇｒｏｗｔｈｈｏｒｍｏｎｅｇｅｎｅ［Ｊ］．Ｇｅｎｅ，１９８７，５５（２）：

３３９－３４４．

［３］㊀ＣａｒｌａｃｃｉＬ，ＣｈｏｕＫＣ，ＭａｇｇｉｏｒａＧＭ．Ａｈｅｕｒｉｓｔｉｃａｐｐｒｏａｃｈｔｏｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇｔｈｅｔｅｒｔｉａｒｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｂｏｖｉｎｅｓｏｍａｔｏｔｒｏｐｉｎ［Ｊ］．Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１９９１，３０（１８）：

４３８９－４３９８．

［